利用微流控微液滴培养系统实时监测细菌生长

摘要

来源：Jian, X. et. al., 利用微生物微滴培养系统（MMC）实现微生物自动化培养与适应性进化。J. Vis. Exp. (2022)

本视频展示了基于微流控液滴平台的细菌生长实时监测方法。通过生成含有细菌悬液的均一液滴，并引导其流经检测通道，该系统可连续进行光学测量以获取细胞密度，进而构建生长曲线。

方案

1. 准备工作

1. 将注射器针头（内径为0.41 mm，外径为0.71 mm）、快接接头A和试剂瓶（图1C）连接好，并在121 °C下高压灭菌15分钟。
   注意：灭菌时需将试剂瓶瓶盖略微松开。每次可多准备几个试剂瓶备用。
2. 使用0.22 µm聚偏二氟乙烯（PVDF）滤膜过滤微液滴培养系统（MMC）油。提前将微流控芯片（图1B）和MMC油放入超净台内，并在使用前用紫外灯照射灭菌30分钟。
   注意：有关快接接头A、试剂瓶、MMC油和微流控芯片的详细信息，请参见材料表。
3. 安装微流控芯片
   1. 打开操作室门（图1A），抬起光纤探头。
   2. 将电场孔与电场针对其，轻轻将芯片放置在芯片基座上，然后将两个定位柱插入定位孔中，并放下光纤探头（图1D）。
   3. 根据编号将芯片上的快接接头A连接至MMC对应的接口（C5-O5、C4-O4、C6-O6、C2-O2、CF-OF、C1-O1、C3-O3）。然后关闭操作室门。
4. 使用前，在油瓶中补充MMC油（约80 mL），并清空废液瓶中的废液。
   注意：

结果

图1：MMC的结构及关键组件。（A）MMC的外部结构与操作腔室。（B）MMC的微流控芯片。该芯片包含七个通道（C1-C6和CF）。（C）试剂瓶。试剂瓶具有一个顶部管口和一个侧管口。在将样品注入试剂瓶之前，先将注射器针头连接至快速接头A，再将快速接头A连接至侧管口。（D）微流控芯片的安装。将微流控芯片安装在基座上，随后将七个通道（C1-C6和CF）分别连接至MM.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
0.22 μm PVDF 滤膜	Merck Millipore Ltd.	SLGPR33RB	对 MMC 油进行灭菌
4 °C 冰箱	Haier	BCD-289BSW	用于试剂储存
琼脂	Becton, Dickinson and Company	214010	用于固体培养基平板的制备
洁净工作台	北京东联哈瑞仪器制造有限公司	DL-CJ-INDII	用于无菌操作和紫外灭菌
计算机	Lenovo	E450	软件安装与 MMC 控制
恒温培养箱	上海齐欣科学仪器有限公司	LRH 250	用于固体培养基上的微生物培养
电子天平	OHAUS	AR 3130	用于试剂称量
EP 管	Thermo Fisher	1.5 mL	用于液滴收集
冻存管	Thermo Fisher	2.0 mL	用于菌种保藏
甘油	GENERAL-REAGENT	G66258A	用于菌种保藏
高压蒸汽灭菌锅	SANYO Electric	MLS3020	用于高压蒸汽灭菌
微生物微液滴培养系统（MMC）	洛阳泰茂树生物科技有限公司	MMC-I	用于生长曲线测定和适应性进化实验。详情请参见 http://www.tmaxtree.com/en/index.php?v=news&id=110
微流控芯片	洛阳泰茂树生物科技有限公司	MMC-ALE-OD	用于多种液滴操作。详情请参见 http://www.tmaxtree.com/en/
MMC 油	洛阳泰茂树生物科技有限公司	MMC-M/S-OD	液滴微流控中的油相。详情请参见 http://www.tmaxtree.com/en/
NaCl	GENERAL-REAGENT	G81793J	LB 培养基的组分
培养皿	Corning Incorporated	90 mm	用于固体培养基的制备
移液器	eppendorf	2.5 μL, 10 μL, 100 μL, 1000 μL	用于液体操作
快速接头 A	洛阳泰茂树生物科技有限公司	—	用于各接口的连接。详情请参见 http://www.tmaxtree.com/en/
试剂瓶	洛阳泰茂树生物科技有限公司	MMC-PCB	用于菌液和试剂的取样与储存。详情请参见 http://www.tmaxtree.com/en/
摇瓶	Union-Biotech	50 mL	用于微生物培养
摇床培养箱	上海苏坤工业有限公司	SKY-210 2B	用于摇瓶中的微生物培养
注射器	江苏知育医疗器械有限公司	10 mL	吸取液体并注入试剂瓶中
注射器针头	OUBEL 硬件商店	22G	内径为 0.41 mm，外径为 0.71 mm。
胰蛋白胨	Oxoid Ltd.	LP0042	LB 培养基的组分
超低温冰箱	SANYO Ultra-low	MDF-U4086S	用于菌种保藏（-80 °C）
紫外-可见分光光度计	General Electric Company	Ultrospec 3100 pro	用于测定 OD 值
酵母提取物	Oxoid Ltd.	LP0021	LB 培养基的组分